蜂鸣数字计算器

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date蜂鸣数字计算器蜂鸣数字计算器一、课程设计内容及要求1、蜂鸣计算器设计利用普中科技HC6800-ES V2.0单片机开发板设计一款带蜂鸣器的电子计算器。主要使用开发板上的数码管、LED点阵、矩阵键盘、蜂鸣器等模块功能。开发板配有光盘，里面有各个模块的使用说明和程序范例可供参考。2、设计要求1) 上电开机或者复位键按下之后，数码管自动显示个人学号的后8位。2) 定义矩阵键

2、盘的S1-S9代表数字按键1-9，键盘S10代表数字按键0，键盘S11-S16分别代表按键+、-、=、C，其中C按键为计算器清零按键，按下C键计算器开始新的计算。3) 计算器计算过程中，用LED点阵显示+、-、运算符号，用8位数码管显示键入的数字和运算的结果。键入时依次显示并自动移位，例如18+9=27，先键入1，显示1，再键入8，1自动左移一位显示18，键入+，LED点阵显示+，键入9，数码管之前显示的18消失并重新显示为9，键入=，数码管显示运算结果27。4) 为这16个矩阵键盘的按键分配不同的蜂鸣器频率，使得按下不同的按键蜂鸣器响声不同，便于识别按键。5) 按键应具有一定的消除抖动功能。

3、6) 所有单片机程序代码都用C语言编写，并烧写到单片机中上电自动运行。二、 设计思想蜂鸣器计算器设计包括矩阵键盘模块、数码管及矩阵LED动态显示模块、输入逻辑计算显示模块和蜂鸣器响应模块这四大模块。具体实施方法如下：1、 矩阵键盘模块，四乘四的矩阵键盘，设计按键扫描函数，在定时中断中调用，调用定时器中断，中断间隔时间设置为1ms，选择P2IO口，P2.0到P2.3做输出KeyOut，P2.4做P2.7做输入KeyIn，每次在按键扫描中断中，每次让矩阵按键的一个 KeyOut 输出低电平，其它三个输出高电平，判断当前所有 KeyIn 的状态，然后再让下一个 KeyOut 输出低电平，其它三个输出

4、高电平，再次判断所有 KeyIn，通过四次扫描，确定按下的键，再通过快速的中断不停的循环进行判断，就可以最终确定哪个按键按下了。 同时在按键模块，还需要消抖使按键稳定。通常我们采用延迟再次检测的方式消抖，但是太过消耗单片机的CUP。所以为了避免通过延时消抖占用单片机执行时间，将其转化成了一种按键状态判定而非按键过程判定，只对当前按键的连续 16ms 的 4 次状态进行判断，全为0就断定对于的键按下了，全为1就断定为没有按下。2、数码管及矩阵LED动态显示模块，通过每毫秒进行动态扫描进行显示，由于数码管和矩阵LED动态显示模块都需要通过P1.3和P1.4进行选择来控制，所以在写刷新数据和符号的时

5、候需要先在函数开始调好对应的控制位。而所需要的显示的数字和符号保存在数组中，以便需要的时候直接调用。3、输入逻辑计算显示模块，在编写程序的时候，对于这个简易计算器，以正整数的连续加减乘除为基本编程目的。在第一次输入为0-9这十个按键的时候，此时设置了标记符号flag=0，直接保存到数据保存数组addflag中，若继续输入数字就把addflag乘以10再加上新输入的数字；若扫描到加减乘除这四个符号的时候，先把标记符号flag置为1，再把算数符号保存到符号标记sign中，把需要LED矩阵显示的全局符号变量tx设置为对应的数字，继续扫描到数字的时候就会把数据保存到add1(flag=1)中；如果接下

6、来输入为等于号，就判断sign数值然后对add0和add1做对应的计算；如果输入还是计算符号，就先计算把计算结果保存到add0中，再清零add1,再继续扫描。4、蜂鸣器响应模块，由于开发板上面的蜂鸣器是无源蜂鸣器，所以需要通过输出pwm脉冲来驱动蜂鸣器，同时由于脉冲频率不同对于蜂鸣器发声也不一样，所以通过一个需要传入频率参数的函数。通过该频率参数，来设置中断定时器T1，控制蜂鸣器驱动端口输出高低电平，然后在按键处理函数处判断对应需要的频率送给蜂鸣器响应函数。三、 程序流程图 1、整体流程图2、算数逻辑流程四、详细程序 1、总程序Calculator.c#include #include #in

7、clude #include void main() Init();ShowNumber(135043);/显示学号while (1) KeyDriver(); /调用按键驱动函数 /* T0中断服务函数，用于数码管显示扫描与按键扫描 */void InterruptTimer0() interrupt 1 TH0 = 0xFC; /重新加载初值 TL0 = 0x67; LedScan(); /调用数码管显示扫描函数 KeyScan(); /调用按键扫描函数ShowPhoto(tx);/调用点阵显示函数/* T1中断服务函数，用于蜂鸣器 */ void InterruptTimer1() in

8、terrupt 3 TH1 = T1RH; /重新加载重载值 TL1 = T1RL; BUZZ = BUZZ; /反转蜂鸣器控制电平2、宏定义头文件sys.c#ifndef _sys_h_#define _sys_h_#include sys.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit ADDR0 = P10;sbit ADDR1 = P11;sbit ADDR2 = P12;sbit ADDR3 = P13;sbit ENLED = P14;sbit KEY_IN_1 = P24;sbit KEY_IN_2 = P25;

9、sbit KEY_IN_3 = P26;sbit KEY_IN_4 = P27;sbit KEY_OUT_1 = P23;sbit KEY_OUT_2 = P22;sbit KEY_OUT_3 = P21;sbit KEY_OUT_4 = P20;sbit BUZZ = P16; /蜂鸣器控制引脚unsigned char T1RH = 0; /T0重载值的高字节unsigned char T1RL = 0; /T0重载值的低字节unsigned char tx = 0; /矩阵led显示unsigned char code LedChar = /数码管显示字符转换表 0xC0, 0xF9,

10、0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E;unsigned char LedBuff6 = /数码管显示缓冲区 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF;unsigned char code KeyCodeMap44 = /矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 , /数字键1、数字键2、数字键3、加键 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 , /数字键4、数字键5、数字键6、乘键 0x37,

11、0x38, 0x39, 0x28 , /数字键7、数字键8、数字键9、减键 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 /数字键0、ESC键、等号键、 除键;unsigned char KeySta44 = /全部矩阵按键的当前状态 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1;unsigned char code image68 = /符号的字模表 0xFF,0xBD,0x5A,0xFF,0xFF,0xBD,0xDB,0xE7,/笑脸 0xE7,0xE7,0xE7,0x00,0x00,0xE7,0xE7,0xE7,/加号 0xFF,0xFF,

12、0xFF,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0xFF, /减号 0x3C,0x18,0x81,0xC3,0xC3,0x81,0x18,0x3C, /乘号 0xE7,0xE7,0xFF,0x00,0x00,0xFF,0xE7,0xE7, /除号0xFF,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0xFF /等号;void Init();void ShowNumber(unsigned long num);void KeyAction(unsigned char keycode);void KeyDriver();void KeyScan();void LedScan();

13、void OpenBuzz(unsigned int frequ);void StopBuzz();void Delay();void Buzz(unsigned int frequ);void ShowPhoto(unsigned int a);#endif3、函数头文件fun.c#ifndef _fun_h_#define _fun_h_#include fun.hvoid Init()EA = 1; /使能总中断 TMOD = 0x11; /设置T0为模式1 TH0 = 0xFC; /为T0赋初值0xFC67，定时1ms TL0 = 0x67; ET0 = 1; /使能T0中断TR0 =

14、 1; /启动T0 /* 将一个无符号长整型的数字显示到数码管上，num-待显示数字 */void ShowNumber(unsigned long num) signed char i; unsigned char buf6; for (i=0; i=1; i-) /从最高位起，遇到0转换为空格，遇到非0则退出循环 if (bufi = 0) LedBuffi = 0xFF; else break; for ( ; i=0; i-) /剩余低位都如实转换为数码管显示字符 LedBuffi = LedCharbufi; /* 按键动作函数，根据键码执行相应的操作，keycode-按键键码 */

15、void KeyAction(unsigned char keycode) static unsigned long result = 0; /用于保存运算结果 static unsigned long add2 = 0; /用于保存输入的数字static unsigned intsign2 = 0;/用作统计前一次和当前运算符号，03依次代表加减乘除 static unsigned int flag = 0; /用于统计次数switch(keycode) /不同按键蜂鸣器发出不同频率声音case 0x30 : Buzz(1000);break;case 0x31 : Buzz(1500);b

16、reak;case 0x32 : Buzz(2000);break;case 0x33 : Buzz(2500);break;case 0x34 : Buzz(3000);break;case 0x35 : Buzz(3500);break;case 0x36 : Buzz(4000);break;case 0x37 : Buzz(4500);break;case 0x38 : Buzz(5000);break;case 0x39 : Buzz(5500);break;case 0x26 : Buzz(6000);break;case 0x28 : Buzz(6500);break;case

17、0x25 : Buzz(7500);break;case 0x27 : Buzz(8000);break;case 0x0D : Buzz(8500);break;case 0x1B : Buzz(9000);break;default : break; if (keycode=0x30) & (keycode=0x39) /输入0-9的数字 if(flag = 0) add0 = (add0*10)+(keycode-0x30); /整体十进制左移，新数字进入个位 ShowNumber(add0); /运算结果显示到数码管elseadd1 = (add1*10)+(keycode-0x30)

18、; /整体十进制左移，新数字进入个位 ShowNumber(add1); /运算结果显示到数码管 else if (keycode = 0x26) /向上键用作加号，执行加法或连加运算 sign0 = sign1; /保存前一次的运算符号 sign1 = 0; /保存当前运算符号flag = 1;tx = 1;switch(sign0) /用于连加case 0:add0= add0+add1;break;case 1:add0= add0-add1;break;case 2:add0= add0*add1;break;case 3:add0= add0/add1;break;default :

19、 break; ShowNumber(add0); /运算结果显示到数码管add1=0; /清零add1; else if (keycode = 0x28) /向下键用作减号，执行减法sign0 = sign1; /保存前一次的运算符号 sign1 = 1; /保存当前运算符号flag = 1;tx = 2;switch(sign0)case 0:add0= add0+add1;break;case 1:add0= add0-add1;break;case 2:add0= add0*add1;break;case 3:add0= add0/add1;break;default : break;

20、ShowNumber(add0); /运算结果显示到数码管add1=0; /清零add1;else if (keycode = 0x25) /向下键用作乘号，执行乘法sign0 = sign1; /保存前一次的运算符号 sign1 = 2; /保存当前运算符号flag = 1;tx = 3;switch(sign0)case 0:add0= add0+add1;break;case 1:add0= add0-add1;break;case 2:add0= add0*add1;break;case 3:add0= add0/add1;break;default : break;ShowNumbe

21、r(add0); /运算结果显示到数码管add1=0; /清零add1;else if (keycode = 0x27) /向下键用作除号，执行除法sign0 = sign1; /保存前一次的运算符号 sign1 = 3; /保存当前运算符号flag = 1;tx = 4 ;switch(sign0)case 0:add0= add0+add1;break;case 1:add0= add0-add1;break;case 2:add0= add0*add1;break;case 3:add0= add0/add1;break;default : break;ShowNumber(add0);

22、 /运算结果显示到数码管add1=0; /清零add1; else if (keycode = 0x0D) /等号键，执行运算 switch(sign1)case 0: result = add0+add1; /进行加法运算 ShowNumber(result); /运算结果显示到数码管 break;case 1: result = add0-add1; /进行减法运算 ShowNumber(result); /运算结果显示到数码管 break;case 2: result = add0*add1; /进行乘法运算 ShowNumber(result); /运算结果显示到数码管 break;c

23、ase 3: result = add0/add1; /进行除法运算 ShowNumber(result); /运算结果显示到数码管 break;default : break; tx = 5 ;flag = 0;add0 = 0;add1 = 0;sign0=0;sign1=0; else if (keycode = 0x1B) /Esc键，清零结果 add0 = 0;add1 = 0;sign0=0;sign1=0;flag = 0; result = 0;tx = 0 ; ShowNumber(result); /清零后的加数显示到数码管 /* 按键驱动函数，检测按键动作，调度相应动作函

24、数，需在主循环中调用 */void KeyDriver() unsigned char i, j; static unsigned char backup44 = /按键值备份，保存前一次的值 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 ; for (i=0; i4; i+) /循环检测4*4的矩阵按键 for (j=0; j4; j+) if (backupij != KeyStaij) /检测按键动作 if (backupij != 0) /按键按下时执行动作 KeyAction(KeyCodeMapij); /调用按键动作函数 backu

25、pij = KeyStaij; /刷新前一次的备份值 /* 按键扫描函数，需在定时中断中调用，调用间隔1ms */void KeyScan() unsigned char i; static unsigned char keyout = 0; /矩阵按键扫描输出索引 static unsigned char keybuf44 = /矩阵按键扫描缓冲区 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF ; /将一行的4个按键值移入缓冲区 keybufkeyo

26、ut0 = (keybufkeyout0 1) | KEY_IN_1; keybufkeyout1 = (keybufkeyout1 1) | KEY_IN_2; keybufkeyout2 = (keybufkeyout2 1) | KEY_IN_3; keybufkeyout3 = (keybufkeyout3 1) | KEY_IN_4; /消抖后更新按键状态 for (i=0; i 8); /16位重载值分解为高低两个字节 T1RL = (unsigned char)reload; TH1 = 0xFF; /设定一个接近溢出的初值，以使定时器马上投入工作 TL1 = 0xFE; ET1

27、 = 1; /使能T0中断 TR1 = 1; /启动T0/* 蜂鸣器停止函数*/void StopBuzz() ET1 = 0; /禁用T0中断 TR1 = 0; /停止T0 /*延时函数 */void Delay()unsigned int i=0;for(i=10000;i0;i-);/*蜂鸣器*/void Buzz(unsigned int frequ)OpenBuzz(frequ);Delay();StopBuzz(); /*LED矩阵显示运算符号*/void ShowPhoto(unsigned int a)static unsigned char i = 0; ENLED = 0;

28、 /使能U4，选择LED点阵 ADDR3 = 0;P0 = 0xFF; /显示消隐 switch (i) case 0: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i+; P0=imagea0; break; case 1: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i+; P0=imagea1; break; case 2: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i+; P0=imagea2; break; case 3: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i+; P0=imagea3; break; case 4: ADDR2=1

29、; ADDR1=0; ADDR0=0; i+; P0=imagea4; break; case 5: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=1; i+; P0=imagea5; break; case 6: ADDR2=1; ADDR1=1; ADDR0=0; i+; P0=imagea6; break; case 7: ADDR2=1; ADDR1=1; ADDR0=1; i=0; P0=imagea7; break; default: break; #endif五、实践收获和体会 在这一次的电子设计的过程中，通过我们两个人的合作完成了这次的蜂鸣计算器的设计，通过对每个模块的例程的理解，最后把各个模块组合在一起。过程中，遇到了很多问题，比如数码管刷新和LED显示刷新需要用到同一个口，这时候需要再每次调用函数的时候先对控制位置位以免相互影响；同时在逻辑计算设计上面，我们一开始只能做一步的运算，后来我们对程序进行优化的时候，通过添加符号标记和存数据，然后进行处理，最后可以实现连续计算。最后我们成功的完成了本次设计，不但让我们的了解到了单片机的程序设计，对下学期的学习有了初步了解；而且对我们语言编程的逻辑思想有了进一步的提升，增强了对本专业的兴趣。-